猪札幌病毒病研究进展论文

2025-03-06 13:53:34 来源: 作者:xujingjing
摘要:猪札幌病毒病是一种由猪札幌病毒(Porcine Sapovirus,PSaV)引起的可导致猪腹泻的传染病,所有生长阶段的猪均可感染PSaV,该病已在全世界各地广泛流行,且常与其他猪病混合感染,对养猪业构成一定的威胁。札幌病毒(Sapovirus,SaV)是一种可引起人和动物腹泻的病原,粪-口途径可能是该病毒的主要传播途径,SaV在遗传上具有高度的多样性,基因群和基因型对于分析该病的流行病学研究和了解PSaV的进化具有重要意义。该文从病原学、致病机制、流行病学和诊断几方面对PSaV进行综述,旨在为相关疾病的
摘要:猪札幌病毒病是一种由猪札幌病毒(Porcine Sapovirus,PSaV)引起的可导致猪腹泻的传染病,所有生长阶段的猪均可感染PSaV,该病已在全世界各地广泛流行,且常与其他猪病混合感染,对养猪业构成一定的威胁。札幌病毒(Sapovirus,SaV)是一种可引起人和动物腹泻的病原,粪-口途径可能是该病毒的主要传播途径,SaV在遗传上具有高度的多样性,基因群和基因型对于分析该病的流行病学研究和了解PSaV的进化具有重要意义。该文从病原学、致病机制、流行病学和诊断几方面对PSaV进行综述,旨在为相关疾病的研究提供参考。
关键词:猪札幌病毒;病原学;致病机制;流行病学;诊断
0引言
札幌病毒(Sapovirus,SaV)也被称为札如病毒,是一种可引起人和动物腹泻的病原,最早于1977年在日本札幌市被发现,因此而得名[1]。1980年,通过电子显微镜在美国1头27日龄腹泻哺乳猪的肠道内容物中发现第1个猪札幌病毒(Porcine Sapovirus,PSaV)。目前已从世界各地的家猪和日本的野猪中分别检测到PSaV的8个基因群和3个基因群。虽然在口服接种的新生猪中,GIII基因群毒株在肠绒毛上皮细胞中复制,引起小肠近端(主要在十二指肠,较少在空肠)的肠道病变,导致轻至重度腹泻,但PSaV在不同年龄猪腹泻中的意义尚不确定。因为在腹泻猪和非腹泻猪中均检测到相似的PSaV患病率,PSaV与其他肠道病原体的共同感染在猪中较常见。此外,PSaV感染的诊断主要基于RT-PCR检测病毒核酸和测序。要了解这些具有遗传多样性的病毒在猪健康中的作用,以及评估是否需要疫苗来预防PSaV感染,还需进一步的监测和研究。本文对猪札幌病毒的病原学、致病机制、流行病学和诊断进行综述,为该病毒今后的相关研究提供参考。
1病原学
札幌病毒为杯状病毒科、札幌病毒属成员,病毒粒子小而圆,直径30~40 nm。该病毒是一种无囊膜的单股正链RNA病毒,基因组全长7~8 kb,包含2个长开放阅读框(ORF):ORF1和ORF2,ORF1编码7种非结构蛋白NS1~NS7和衣壳蛋白VP1,ORF2编码小结构蛋白VP2[2-3]。札幌病毒在遗传上具有高度多样性,根据其VP1序列共分为19个基因群(G1~G19)[4-7]。其中,从猪和野猪中分别检测到8个PSaV基因群(GIII、GV、GVI、GVII、GVIII、GIX、GX和GXI)和3个PSaV基因群(GIII、GV和GVI),共21个基因型(GIII、GV.3、GV.5、GVI.1~3、GVII.1~6、GVIII.1~2、GIX.1~2、GX.1~2、GXI.1~3)[8]。基因群和基因型分析对于该病的流行病学研究和了解PSaV的进化具有重要意义。PSaV GVI、GVII、GX和GXI基因群之间较与其他PSaV基因群之间基因组特征更为相似。首先,基因组长度一般都在7 124~7 201 nt,比其他基因群基因组长度(7 320~7 695 nt)要短;其次,ORF1氨基酸长度(2 198~2 218 aa)比其他PSaVs(2 254~2 301 aa)要短;另外,它们在ORF1蛋白的起始处有一个共同的氨基酸位点(MxAxCxHxxC)。利用全基因组核苷酸序列和VP1序列的遗传进化分析表明,GVI、GVII、GIX、GX和GXI基因群毒株形成了1个仅由猪和野猪SaV组成的独特分支,它们与其他PSaV(GIII、GV和GVIII)亲缘关系较远,这表明这些PSaV拥有共同的祖先,与其他PSaV亲缘关系较远[8]。
2致病机制
除GIII Cowden株外,大多数猪SaVs基因群的发病机制尚不清楚。Flynn W T等[9]研究PSaV Cowden株在4日龄无菌猪中的发病机制。对18头猪口服第12代病毒,监测14 d临床体征,并在接种后不同的天数对猪实施安乐死,进行尸体剖检。结果发现,PSaV Cowden毒株在3 d内会致所有实验猪发生腹泻,并持续3~7 d。感染期间大部分猪出现轻度腹泻,4~5 d时少部分猪出现严重腹泻。用PSaV Cowden的超免抗血清进行免疫荧光试验(IFA),结果显示,PSaV在绒毛上皮细胞中复制,但未在隐窝细胞中复制,主要在十二指肠中复制,空肠次之,回肠则最少,但在大肠中没有复制。组织学上,接种PSaV的猪表现为轻度至重度的十二指肠萎缩,绒毛短而平。应用免疫电镜(IEM)技术,采集接种PSaV猪1~7 d的粪便和大肠内容物,在其中检测到了典型的PSaV颗粒。Kim D S等[10]从猪的原代肾细胞中成功分离到猪的第13代PSaV Cowden株,利用猪肾上皮细胞(LLC-PK)培养系统进行研究,已确定O-连接糖蛋白上的α2,3和α2,6连接末端唾液酸为PSaV Cowden株的结合受体。最近,Alfajaro M M等[11]发现,紧密连接蛋白闭塞素是LLC-PK细胞中PSaV的功能性受体。PSaV或病毒样颗粒或胆汁酸单独与LLC PK细胞结合,会导致紧密连接蛋白解离和暴露的闭塞素结合PoSaV。PSaV和闭塞素形成复合物,并通过依赖Rab5和Rab7的传输移动到末期核内体开始复制。PSaV在原代猪肾细胞上的初步适应和随后在LLC PK上的培养需要补充从模拟感染的无菌猪中收集的肠道内容物,后来Chang K O等[12]鉴定出肠内容物中用于PSaV复制的必要成分为胆汁酸。综上所述,细胞受体和胆汁酸是PSaV在近端小肠复制的主要限制因素。
3流行病学
患病猪、病毒隐性感染猪及健康的病毒携带猪都是PSaV的传染源,此外,被患病动物粪便或呕吐物污染的水源、食物、用具、垫料等都是该病毒的主要传染源。粪-口途径可能是该病毒的主要传播途径。目前,已在世界范围内的有腹泻症状和无腹泻症状的家猪和野猪的粪便样本中检测到了PSaV。所有生长阶段的猪均可感染PSaV,通常2~8周龄仔猪PSaV的感染率最高,但断奶猪比其他年龄组的PSaV感染率更高[13-14]。一方面是由于哺乳仔猪被母源抗体被动保护,直到断奶后仔猪的母源抗体下降时才开始易感;另一方面,断奶后的营养、环境等条件的变化也使动物变得更易感。目前,GIII群PSaV是主要流行的基因群,GVI~GXI基因群的流行情况尚不明确。PSaVs经常与其他肠道病原体呈混合感染,A、B、C群猪轮状病毒、猪嵴病毒、猪星状病毒、猪流行性腹泻病毒、猪德尔塔冠状病毒、猪短小核糖核酸病毒、猪萨佩罗病毒、猪博卡病毒、猪粪便相关单链DNA病毒、猪圆环病毒、大肠杆菌、球虫和微小隐孢子虫等病原均已在感染PSaV的家猪或野猪上同时检测到[15]。
4诊断
由于PSaV感染没有典型的临床特征,因此该病的诊断主要依赖于实验室检测,包括对病毒抗原的检测、对病毒特异性抗体的检测和对病毒核酸的检测。电镜和IEM可用于猪粪便中PSaV病毒粒子的检测。只有GIII PSaVs适应于细胞培养,其他基因群的SaVs还不能适应细胞培养,因此不能通过在细胞上培养病毒进行病毒的分离鉴定来诊断该病,此外细胞培养也较为耗时、成本较高,需较为专业的技术人员进行操作。
4.1分子生物学检测方法
目前,已建立多种用于检测PSaV的分子生物学检测方法,包括RT-PCR、实时荧光定量RT-PCR和下一代测序等方法。常规RT-PCR或实时荧光定量RT-PCR是检测猪粪便中PSaV的用实验室诊断方法。几乎所有的引物都是针对部分RdRp区域设计的,该区域的保守基序对基因高度多样化的PSaV的分子诊断非常重要[16-17]。曲雅新等[18]根据PSaV的RdRp基因设计合成引物,建立能检测下限为8.33×102拷贝/μL的PSaV RT-PCR检测方法。陈琰等[19]根据PSaV的VP1基因保守区设计合成引物和探针,通过对反应条件的优化,建立了检测灵敏度可达16.1拷贝/μL的TaqMan荧光定量RT-PCR检测方法。此外,还可以通过下一代测序(NGS)来检测粪便样本中PSaV序列进行疾病的诊断[20]。Li J等[20]采用宏基因组分析和传统RT-PCR方法对2种PSaVs(p38和SH1703)的基因组进行了测序,以全基因组、VP1全长核苷酸和氨基酸序列为基础,构建系统发育树,对2株毒株进行了分类。由于检测成本高、缺乏RT-PCR方法以及对PSaV的检测通常不会改变临床管理方案等方面因素,临床上通常不会或无法对PSaV进行诊断。此外,由于用于PSaV检测的引物是根据GenBank中有限的核苷酸序列设计的,所以在检测的敏感性方面可能有所不足,高度遗传变异特性和多样性及样品的质量和特异性扩增条件和方法的限制,目前还没有一种方法能完全准确地检测到所有型别的PSaV。因此,需要继续开发新的检测方法和对病毒进行更为广泛的研究。
4.2血清学检测方法
用于检测PSaV的血清学检测方法主要是ELISA检测方法,该方法应用较为普遍,常用于多种病原抗体的检测,包括人诺如病毒和札幌病毒。已在实验中利用病毒特异性超免疫抗血清进行IFA和抗原-ELISA检测GIII Cowden衣壳蛋白[21]。利用GIII SaV特异性VP1-ELISA或重组PSaV病毒样颗粒ELISA可以检测SAV感染的猪血清样本中PSaV抗体[22-23]。李润成等[24]通过扩增VP1基因并进行原核表达蛋白,建立用于检测猪札幌病毒血清抗体间接ELISA检测方法,具有较好的敏感性、特异性和重复性。杨勃[25]以SaV CH430株为研究毒株,对其S区蛋白和P区蛋白进行原核表达和纯化,建立了用于检测PSaV的双抗原夹心ELISA。
5结束语
PSaV是一种具有遗传多样性的病毒,已在世界各地猪的粪便中都检测到该病毒。目前只有关于GIII Cowden株对无菌猪致病性的研究,需要进行PSaV与其他常见肠道病毒混合感染的研究,以及对其他基因群PSaV的发病机制进行研究,从而评估是否有必要开发疫苗来防治该病。目前除GIII Cowden株外,还没有针对大多数PSaV的细胞培养系统。不断有来源于人和猪的SaV重组新毒株被发现,这表示猪可能具备储存和整合SaV的能力,可能具有跨种间传播的能力。此外,基因群或基因型是否与血清型相关,以及在基因群或基因型之间是否存在交叉反应,以上这些问题仍需进行进一步研究。
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